Avainsanat

, , , , , , , , , , , , , , , ,

Kylmällä säällä lehdet lämpimämpiä, kuumassa puolestaan viileämpiä kuin ympäröivä ilma

Kuumalla säällä kasvi voi alentaa lehtien lämpötilaa optimoidakseen yhteyttämisrektioiden olosuhteet. Kuva: Kai Aulio.

Kuumalla säällä kasvi voi alentaa lehtien lämpötilaa optimoidakseen yhteyttämisrektioiden olosuhteet. Kuva: Kai Aulio.

Kaikki elollinen maapallolla on riippuvaista kasvien suorittamassa fotosynteesissä (yhteyttämisessä) sidotusta auringonvalon energiasta. Yhteyttämistapahtumassa kasvien erikoistuneissa elimissä, viherhiukkasissa (kloroplasteissa) useiden reaktiosarjojen kautta kasvi sitoo auringonsäteilyn energian kemialliseksi energiaksi (sokereiksi) käyttäen pääraaka-aineena ilmakehän hiilidioksidia (CO2). Yhteyttämistapahtuman reaktioissa on sekä päivänvalossa että pimeässä tapahtuvia reaktioita. Fotosynteesin reaktioiden kulkua säätelevät monet ympäristötekijät kuten lämpötilan, kosteus sekä kasvin käytettävissä olevien ravinteiden määrä. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus – joka on ihmistoiminnan seurauksena nousussa – vaikuttaa omalta osaltaan. Lämpötilan osuus fotosynteesin säätelyssä on tuoreen yhdysvaltalaistutkimuksen mukaan yleisesti oletettua monimutkaisempi ja kasvien aktiivista osuutta korostava.

Liittovaltion suuriin tutkimuslaitoksiin kuuluvan Los Alamos National Laboratoryn Geo- ja ympäristötieteiden yksikön tutkijan Sean T. Michaletzin johdolla Nature Plants -tiedelehden verkkopainoksessa 22.8.2016 julkaistussa tutkimuksessa selvitettiin eri kasviryhmiin kuuluvien lajien ja erilaisten lahtimuotojen sekä vaihtelevien lämpötilojen vaikutusta fotosynteesiin. Lämpötila vaikutta moniin fotosynteesin reaktiosarjan vaiheisiin, ja yleisen ”oppikirjatotuuden” mukaan lehtien lämpötilat vaihtelevat kasvia ympäröivän ilman lämpötilojen mukaisesti. Laajoissa kokeissa tutkijat kuitenkin osittivat tämän selityksen vääräksi, sillä kasvi säätelee aktiivisesti lehtien lämpötilaa yhteyttämisen kannalta tarkoituksenmukaisesti.

Päätulos monipuolisista koesarjoista oli se, että kasvi voi alentaa lehtien lämpötilaa, jos ympäröivä ilma on hyvin (liian) kuumaa. Toisaalta kasvi voi aktiivisesti nostaa lehtien lämpötilaa, kun ympäröivän ilman lämpötila on fotosynteesin optimaaliselle sujumiselle liian viileää.

Aktiviinen yhteyttävien lehtien lämpötilan säätely on tärkeää kasvikunnan perustuotannon optimoinnille ja siten kaiken elollisen käyttöön tulevan orgaanisen aineksen tuotolle. Michaletzin ja kumppanien havainto on otettava huomioon myös maailmanlaajuisissa ilmastomalleissa, joissa yhteyttävällä kasvillisuudella on hiilidioksidin sitomisen kautta keskeisen tärkeä osuus. Lehtien lämpötilan säätelykyky ja siten kasvin mahdollisuus vaikutta fotosynteesiin tehokkuuteen on otettava huomioon esimerkiksi tulevien aikojen ilmastomalleissa arvioitaessa meneillään olevan ilmastonmuutoksen vaikutuksia paitsi kasvikunnalle itselleen myös koko planeettamme ilmakehän lämpötiloihin ja globaaleihin ilmasto-oloihin (Nature Plants, 22.8.2016; http://www.nature.com/articles/nplants2016129